Tìm hiểu hệ thống điện cầu trục vận chuyển thép cuộn Abus 25 tấn kiểu ZLK

MỤC LỤC Lời nói đầu Chương 1: Giới thiệu về cơ sở thực tập Giới thiệu về công ty Giới thiệu về nhà máy Chương 2: Nội dung thực tập I. Giới thiệu chung về cầu trục 1. Giới thiệu chung 2. Phân loại cầu trục 2.1 Theo công dụng 2.2 Theo kết cấu của dầm cầu trục 2.3 Theo cách tựa của dầm cầu trục trên đường ray 2.4 Theo vị trí điều khiển 3. Các phương pháp thay đổi tốc độ II. Cấu tạo của cầu trục ABUS dầm đôi 25 tấn kiểu ZLK Các bộ phận chính của cầu trục Dầm chính Dầm di chuyển ngang (dầm biên) Bộ truyền động ngang của cầu trục Hệ thống dẫn động Thiết bị di chuyển ngang (xe con) Trang thiết bị điện Đường điện chính (cấp điện nguồn) Công tắc chính Công tắc ngắt mạch Công tắc chính cầu trục (công tắc chính K1) Đường dẫn điện Tủ điện Phím bấm di động Các thiết bị an toàn Công tắc giới hạn hành trình Thiết bị giới hạn chiều cao nâng móc Hệ thống Palăng cáp Thông số kỹ thuật hệ cầu trục ABUS 25 tấn kiểu ZLK Thông số các động cơ chính điều khiển hệ cầu trục III. Hệ thống điện động lực và điều khiển cầu trục 1. Cấp nguồn 2. Dẫn động xe lớn của cầu trục 3. Dẫn động xe con của cầu trục 4. Dẫn động tời nâng hạ 5. An toàn vận hành cầu trục LỜI NÓI ĐẦU Được sự đồng ý của các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá, em đã được thực tập tại Nhà máy thép mạ kẽm, thép mạ màu Lilama, KCN Quang Minh, Mê Linh, Vĩnh Phúc với nội dung “Tìm hiểu hệ thống điện cầu trục vận chuyển thép cuộn Abus 25 tấn kiểu ZLK”. Đây là đợt thực tập bổ ích không những đã đem lại cho em nhiều kiến thức thực thế củng cố lý thuyết đã học mà còn mở rộng phát triển nhiều mối quan hệ quan hệ cũng có được tác phong làm việc trong nhà máy công nghiệp. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP  I. Giới thiệu về công ty Công ty Cổ phẩn LILAMA Hà Nội (Công ty Lắp máy và Xây dựng Hà Nội trước đây) là một trong những doanh nghiệp nhà nước hàng đầu hoạt động trong lĩnh vực lắp đặt nhà máy và xây dựng các công trình công nghiệp, dân dụng. Là một đơn vị thành viên của Tổng công ty Lắp máy Việt Nam được thành lập từ năm 1960 theo giấy phép kinh doanh số 109587 do Uỷ ban Kế hoạch thành phố Hà Nội cấp, với trên 45 năm kinh nghiệm, Lilama Hà Nội đã từng bước phát triển, xây dựng được một tên tuổi uy tín và khẳng định vị trí của mình trong nền công nghiệp đất nước. Góp phần vào sự phát triển của đất nước, Lilama Hà Nội đã thực hiện được hàng trăm công trình lớn trên khắp miền tổ quốc. Về kinh tế, đó là công trình nhà máy thép DANIELY Thái nguyên 300.000 tấn/năm, nhà máy nhiệt điện Phả lại, nhiệt điện Uông Bí mở rộng, nhà máy thức ăn gia súc Cargil, nhà máy kính tấm kéo ngang Đáp Cầu, nhà máy gạch Cotto Giếng Đáy Hạ Long, Trung tâm Hội nghị Quốc gia,…là do Lilama Hà Nội tham gia thực hiện. Không chỉ dừng lại ở việc cung cấp dịch vụ lắp máy và xây dựng, bên cạnh 2 nhà máy chế tạo thiết bị và kết cấu thép lớn, từ năm 2002 Công ty đã đầu tư xây dựng nhà máy Thép mạ kẽm mạ màu Lilama công suât 130.000 tấn/năm. Với công nghệ tiên tiến được nhập khẩu từ hai tập đoàn hàng đầu thế giới là Man Ferrostaal (Đức) và Techint (Ý), sản phẩm tôn mạ kẽm mạ màu Lilama không chỉ có chất lượng cao mà còn đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ của khách hàng. * Các lĩnh vực kinh doanh chủ yếu : Xây dựng công trình công nghiệp, đường dây tải điện, trạm biến thế, lắp đặt máy móc, thiết bị cho các công trình. Đầu tư xây dựng các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị và khu công nghiệp, xây dựng và kinh doanh nhà ở. Sản xuất kinh doanh cấu kiện kim loại cho xây dựng, xà gồ thép, thép mạ kẽm, thép mạ màu, tấm lợp kim loại, các phụ kiện từ thép mạ kẽm, thép mạ màu. Chế tạo và lắp thiết bị nâng, nồi hơi, bồn, bể áp lức dung tích lớn. Chế tạo thiết bị phi tiêu chuẩn và thiết bị đồng bộ cho các công trình công nghiệp. Cung cấp, lắp đặt, bảo trì thang máy. Thiết kế kết cấu: đối với công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, kỹ thuật hạ tầng đôi thị, khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao. Sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến lương thực, thực phẩm, kinh doanh xuất nhập khẩu vật tư, thiết bị. Dịch vụ cho thuê nhà xưởng, văn phòng, kinh doanh khách sạn. Sản xuất tôn mạ kẽm mạ màu II. Giới thiệu về nhà máy thép mạ kẽm, mạ màu Lilama Được khởi công xây dựng từ năm 2002 tại khu công nghiệp Quang Minh tỉnh Vĩnh Phúc, nhà máy thép mạ kẽm mạ màu LILAMA đã chính thức đi vào hoạt động từ năm 2005. Nhà máy được trang bị với 2 dây truyền đồng bộ và tiên tiến từ những tập đoàn công nghiệp nổi tiếng thế giới hiện nay. Thiết bị của dây truyền mạ kẽm được nhập khẩu khẩu từ Man - Ferrostaal (Đức), dây truyền mạ màu từ tập đoàn Techint và Globus (Ý). Với công suất 130 000 tấn/năm, trong đó dây truyền mạ kẽm đạt 80 000 tấn, mạ màu đạt 50 000 tấn, sản phẩm mạ kẽm, mạ màu của LILAMA Hà Nội có thể đáp ứng nhu cầu đang ngày một tăng lên của thị trường thép Việt Nam hiện nay. Bên cạnh việc bán sản phẩm ra thị trường, nhà máy còn tiếp tục sử dụng thép đã qua mạ kẽm, mạ màu để tiếp tục tạo ra những sản phẩm ứng dụng (tôn cán sóng, mái vòm, xà gồ thép, và các phụ kiện mái...) cung cấp trực tiếp cho các công trình xây dựng. Đó là. Các tiêu chuẩn áp dụng gồm có JIS G3302, EN 10142 đối với sản phẩm thép mạ kẽm, và JISG 3312, EN 10169 đối với sản phẩm mạ màu. * Nhân sự: Tổng số cán bộ công nhân viên: 260 người Trong đó: + Kỹ sư được đào tạo nước ngoài: 25 người + Kỹ sư và kỹ thuật được đào tạo trong nước: 60 người + Nhân viên phòng ban hành chính, thợ vận hành, công nhân: 175 người * Sơ đồ tổ chức nhà máy Giám đốc hành chính Bùi Tất Thắng Giám đốc sản xuất Jonathan Jeffrey P. Công nghệ – Kế hoạch sản xuất Dây truyền mạ kẽm Dây truyền mạ màu P. Tài chính kế toán P. Quản lý chất lượng P. Kinh doanh trong nước Phân xưởng cơ điện P. Kinh doanh XNK P. Quản lý kho bãi P. Vật tư P. Hành chính Đội xe cơ giới CHƯƠNG 2 NỘI DUNG THỰC TẬP I. GIỚI THIỆU VỀ CẦU TRỤC Giới thiệu chung Cầu trục được dùng chủ yếu trong các nhà máy, các phân xưởng hay nhà kho để nâng/hạ và vận chuyển thiết bị hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục là một loại thiết bị nậng – được kết cấu với hệ thống dầm hộp (hoặc dầm giàn) – bên trên đó đặt xe con với cơ cấu nâng / hạ móc cẩu để nâng /hạ các tải trọng. Cầu trục di chuyển trên hai đường ray theo một tuyến ray được lắp đặt trên cao dọc theo nhà xưởng, còn xe con di chuyển trên ray dọc theo dầm cầu. Vì vậy mà cầu trục có thể nâng/han và và vận chuyển được các loại tải trọng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào và tới bất kỳ điểm nào trong không gian của nhà xưởng. Hình 1: Cầu trục dầm đôi 25T kiểu ZLK của Abus Cầu trục được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang tải rất đa dạng như móc treo, thiết bị cặp chuyên dụng, namg châm điện, gầu ngoặm,… Đặc biệt cầu trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với các thiết bị mang tải chuyên dụng. Cầu trục được chế tạo với tải trọng nâng từ 1 đến 500 tấn với khẩu độ của dầm chịu lực chính (tính từ tâm ray đến tâm ray) đến 32m, chiều cao nâng đến 16m, tốc độ nâng tải từ 2 đến 40m/phút, tốc độ di chuyển xe con đến 60m/phút và tốc độ di chuyển cầu trục đến 125m/phút. Cầu trục có tải trong nâng trên 10 tấn thường được trang bị hai hoặc ba cơ cấu nâng tải: một cơ cấu chính và một, hoặc hai cơ cấu nâng phụ. Tải trọng nâng của loại cầu trục này thường được ký hiệu bằng một phân số với các tải trọng nâng chính và nâng phụ: ví dụ 15/3t; 20/5t; 150/20/5t…. Phân loại Theo công dụng: cầu trục công dụng chung và cầu trục chuyên dụng Cầu trục có công dụng: chủ yếu dùng với móc treo tải – dùng để xếp dỡ, lắp ráp và sửa chữa các loại thiết bị, máy móc. Loại này có tải trọng nâng không lớn và khi cần có thể dùgn với gầu ngoặm, nam châm điện, hoặc các thiết bị cặp khác để xếp dơ cho một loại hàng hóa nhất định. Cầu trục chuyên dụng được sử dụng trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang tải chuyên dùng và có chế độ làm việc nặng hoặc rất nặng. Theo kết cấu của dầm cầu trục: cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm Theo cách tựa của dầm cầu trục trên đường ray di chuyển Cầu trục lăn di chuyển bên trên mặt của dầm Cầu trục lăn treo để di chuyển ở bên dưới của dầm chính. Theo vị trí điều khiển Cầu trục điều khiển từ trên cabin (lắp phía dưới dầm cầu) Cầu trục được điều khiển từ mặt đất hoặc điều khiển từ xa qua sóng radio – bằng hộp điều khiển bấm nút. Các phương pháp thay đổi tốc độ Thay đổi tốc độ bằng phương pháp truyền động cơ học: Kết cấu với khớp ly hợp để thay đổi truyền động của Bộ giảm tốc – dạng thay đổi số. Tuyên nhiên phương pháp này chỉ cho phép thay đổi số để thay đổi tốc độ khi cơ cấu không mang tải và ở trạng thái đứng yên. Kết cấu với khớp ly hợp nhờ đĩa ma sát kiểu điện từ: có khả năng thay đổi được đến 3 cấp tốc độ Thay đổi tốc độ bằng phương pháp thay đổi tốc độ của động cơ điện Sử dụng động cơ Rotor dây quấn kết hợp với sử dụng điện trở để có thể thay đổi được tới 5 cấp tốc độ khác nhau tùy thuộc vào việc sử dụng điện trở. Thay đổi tốc độ bằng cách sử dụng 2 động cơ có tốc độ khác nhau, cùng lắp vào một bộ giảm tốc hành tinh – để truyền chuyển động đến tang cuốn cáp. Khi cho từng động cơ làm việc riêng lẻ (hoặc đồng thời) cùng, hoặc ngược chiều nhau sẽ cho ra tới 4 cấp tốc độ. Thay đổi tốc độ của động cơ điện đến vô cấp (ngày nay có thể tới 16 cấp tốc độ khác nhau) bằng cách sử dụng biến tần để biến đổi tần số của dòng điện cấp cho từng động cơ điện của từng hệ thống. II. CẤU TẠO CẦU TRỤC ABUS DẦM ĐÔI 25T KIỂU ZLK Các bộ phận chính của cầu trục Hình 2: Mặt đứng của cầu trục Hình 3: Mặt bằng của cầu trục Hình 4: Cụm bánh xe di chuyển Dầm chính Câu trục dầm đôi dạng hộp chống xoắn. Tất cả bốn đường hàn bên ngoài được hàn bằng máy hàn tự động nên đảm bảo độ chính xác cao. Dầm di chuyển ngang (dầm biên) Dầm biên cầu trục dạng hộp, được hàn tự động, ổ đỡ bánh xe và các bề mặt để nối ghép với dầm chính. Trên dầm biên có bộ giảm chấn được chế tạo bằng cellulos để giảm mọi sự chấn động khi dầm biên chạm vào chặn ray. Dầm chính và dầm biên được kết nối với nhau bằng bulông cường độ cao. Bộ truyền động ngang của cầu trục Bộ truyền động ngang gồm các bánh xe dẫn động trực tiếp chạy trên ray với ổ bi được bôi trơn vĩnh cửu. Phần thân của bánh xe được chế tạo bởi gang cầu định hình chống mòn và tự bôi trơn. Ổ bi bánh xe được lắp ráp dễ dàng và không yêu cầu bảo dưỡng trong quá trình sử dụng. Hệ thống dẫn động Sử dụng các động cơ đảo cực, phanh tích hợp, khởi động và ngừng êm, ít phải bảo dưỡng. Với động cơ tiêu chuẩn, tỷ số giữa tốc độ chậm và tốc độ nhanh là 1/4. Trong trường hợp cầu trục chạy với bộ điều chỉnh tốc độ vô cấp, tỷ lệ là 1/20. Thiết bị di chuyển ngang (xe con) Hai cặp bánh xe được nối với nhau qua hệ thống khung đỡ. Các bánh xe này phải được lắp đặt sao cho hoạt động đối xứng với nhau khi nâng tải cũng như khi không có tải. Các cụm bánh xe đặc biệt thì phải được trang bị cho phù hợp với khung đỡ bánh xe. Các động cơ truyền động bánh xe được bôi trơn vĩnh cửu. Tốc độ xe con của cẩu ZLK đạt 5/20 m/phút. Trang thiết bị điện ABUS sử dụng loại phích nối điện plug-in để đảm bảo sự nối điện an toàn, nhanh chóng và dễ dàng. Những môđun của cầu trục ABUS được lắp dễ dàng với nhau bằng các loại đầu nối tiêu chuẩn. Đường điện chính (cấp điện nguồn) Tiết diện của day dẫn phải đảm bảo đủ điện thế ngay từ đầu vào ở cầu dao chính của cầu trục ABUS. Tiết diện của dây không được nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất đã được quy định, nếu bị sai lệch +/-5%. Công tắc chính Hệ thống có một công tắc chính để có thể ngắt mạch cầu trục hoặc palăng điện và đóng mở nguồn cung cấp điện cho cầu trục. Công tắc chính không bao gồm trong hệ thống cầu trục và palăng điện và mục đích chính của nó là bộ ngắt mạch trung gian tới hệ thống cầu trục và palăng điện từ nguồn điện – để sử dụng riêng cho việc bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa. Khi cần thiết công tắc này cũng có thể được sử dụng để dừng mọi chuyển động của cầu trục trong trường hợp khẩn cấp. Công tắc ngắt mạch Chức năng của thiết bị ngắt mạch là ngắt mạch củ palăng điện để phục vụ cho việc bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa cục bộ đối với từng hệ thống trên cầu trục ABUS. Công tắc ngắt mạch được lắp trên hệ thống điện của cầu trục, trong tủ điện SKR với ký hiệu XO. Công tắc chính cầu trục (công tắc chính K1) Công tắc cầu trục được lắp đặt trực tiếp trong tủ công tắc cầu trục (SKR) hoặc tủ công tắc xe con (SKA) ngay phía sau công tắc chính. Công tắc cầu trục là công tắc có ký hiệu K1. Chức này là cắt nguồn điện cung cấp tới tất cả các động cơ trong trường hợp khẩn cấp. Đường dẫn điện Hệ thống đường dẫn điện tiếp xúc an toàn (là đường điện dọc tuyến ray để cấp nguồn điện cho cầu trục) được sử dụng cho cầu trục và xe con với 4 thanh quẹt đồng, gồm 3 dây pha và 1 dây nối đất. Từng dây pha được lắp trong vỏ nhựa. Đường dẫn điện tiếp xúc được lắp trên giá công xôn song song với tuyến ray để cấp nguồn cho cầu trục (xe lớn) và song song với dầm cầu trục – để cấp cho xe con. Loại đường dẫn điện phụ thuộc vào công suất của từng loại cầu trục, nhiệt độ môi trường và nhiệt độ làm việc lớn nhất cũng như sự sutat áp cấp nguồn có thể xảy ra. Dòng khởi động phải được tính toán cẩn thận, có lưu ý đến dòng khởi động của các động cơ có công suất lớn nhất với hệ thống khởi động trực tiếp. Tủ điện Tủ điện được lắp đặt trên dầm biên của cầu trục và có cấp cách điện bảo vê IP54. Cầu chì chính (F1) là một cầu chì tiêu chuẩn. Biến thế điều khiển có các cấu chì phù hợp với hiệu suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Các đầu nối đảo chiều được lắp với khóa liện động cơ khí. Các dòng trễ (thời gian trễ 0,5s) được nối tới tất cả các đầu nối đảo chiều để ngăn chặn sự hoạt động chậm và bảo vệ các đầu nối của động cơ trên các hệ thống chuyển động. Tất cả các cầu trục với palăng điện được trang bị các cầu chì ngắt quá dòng điện đối với từng động cơ để bảo vệ cho từng động cơ. Các cầu trì ngắt dòng cho từng động cơ điện được lắp và thử nghiệm tại nhà máy, phù hợp để đảm bảo chống quá dòng cho từng động cơ điện. Phím bấm di động Sử dụng các công tắc không duy trì hai cấp để điều khiển các động cơ. Nên sử dụng tốc độ thấp khi đã định vị cụ thể về tải trọng nâng. Sở dĩ cần có 2 cấp như vậy bởi vì nếu thường xuyên di chuyển chậm có thể sẽ làm hỏng động cơ và hộp số. Một khóa liên động cơ khí được cung cấp để ngăn chặn việc vận hành đồng thời cả 2 hướng chuyển động. Các thiết bị an toàn Cầu trục phải được trang bị các thiết bị an toàn như thiết bị phanh hãm, thiết bị giới hạn tải trọng nâng, thiết bị giới hạn chiều cao móc nâng, thiết bị giới hạn hành trình di chuyển xe con và hành trình di chuyển cầu trục (gồm các công tắc giới hạn hành trình với bộ giảm chấn bằng lò xo chuyên dùng, hoặc bằng cao su), thiết bị giới hạn tải trọng, thiết bị giới hạn tốc độ, chuông, còi và các đèn tín hiệu. Công tắc giới hạn hành trình Là các công tắc để ngắt nguồn điện (làm giảm tốc độ của cầu trục, hoặc của xe con xuống tốc độ thấp trước khi kết thúc đường chạy). Công tắc giới hạn sẽ ngăn chặn không để cầu trục hoặc palăng điện đang chạy với tốc độ cao bị va chạm đột ngột với các ụ chặn ray có thể gây ra tai nạn. Thiết bị giới hạn hành trình gồm: thiết bị giới hạn chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng (giới hạn chiều cao nâng móc) và thiết bị giới hạn chuyển động tịnh tiến theo phương nằm ngang. Các thiết bị giới hạn hành trình đều làm việc theo nguyên lý tác dụng tự động cơ/điện: khi một bộ phận của cầu trục chuyển động đến gần điểm cần phải giới hạn thì thiết bị giới hạn hành trình sẽ tác động lên công tắc hành trình – để ngắt mạch điện điều khiển và để dừng động cơ và phanh, giữ chặt cơ cấu đó lại, song vẫn phải đảm bảo khả năng để tiếp tục điều khiển động cơ quay theo chiều ngược lại. Thiết bị giới hạn chiều cao nâng móc Thiết bị này được lắp với tời điện (hoặc palăng điện) để nâng tải, là công tắc hành trình kiểu trục vít – đai ốc. Loại này có thể giới hạn hành trình nâng tải theo hai chiều, thường được dùng trong trường hợp cần giới hạn thêm về độ sâu hạn móc treo tải. Hệ thống Palăng cáp Là tổ hợp liên kết giữa cáp với các cụm puly di động và cố định. Palăng dầm kép cho cầu trục có kiểu nâng thẳng tâm. Thông số kỹ thuật hệ cầu trục ABUS 25 tấn kiểu ZLK Mô tả Thông số kỹ thuật Ghi chú Loại cầu trục 25 tấn dầm đôi Nhiệt độ làm việc Đến 55oC Độ ẩm 95% Tải trọng nâng 25T Palăng điện ABUS GM 7250 U6 – 253.11.151 D280 Chế độ tải trọng M6/3m Chiều cao nâng (m) 10 Khẩu độ (m) 24 Chiều dài hành trình (m) 50 Tốc độ nâng tải 6.3 & 1m/ph (2 tốc độ) Tốc độ di chuyển xe con 30 & 7.5 m/ph (2 tốc độ) Tốc độ di chuyển dọc nhà 50 & 1.2.5m/ph (2 tốc độ) Điện áp điều khiển 48V Điều khiển Nut bấm Nguồn điện cung cấp 380V, 50Hz, 3 pha Công tắc giới hạn nâng móc Có Thông số các động cơ chính điều khiển hệ cầu trục 02 động cơ nâng hạ móc kiểu FDB23-GM7000.1U6-SL-S14262, công suất 3,0/2,0 KW 02 động cơ di chuyển xe lớn kiểu A48232, công suất 0.37/1.50 KW, tốc độ 690/2820 vòng/phút. 02 động cơ di chuyển xe con kiểu GE2833-163332, công suất 0.18/0.80 KW HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN CẦU TRỤC 1. Cấp nguồn Nguồn động lực: hệ thống được cung cấp nguồn điện chính 3 pha- 50Hz 380V phía trước cầu chì chính F